電路板金手指工藝是一種在PCB邊緣上應用金屬的加工技術,用于提供連接、導電和保護功能。這項工藝在現代電子產品中起著重要作用,特別是在插座或連接器接口方面。
基材準備:在PCB制造過程中,需要在電路板的邊緣區域留出金手指的空間,通常通過控制蝕刻或切割方式完成。選擇適合的基板材料,如FR-4環氧玻璃纖維板,按照設計規格進行切割,形成電路板的基礎形狀。
表面處理:接下來,在金手指區域施加化學預處理,以確保金屬沉積后具有良好的附著性。對孔壁及基板表面進行微蝕刻等預處理,以增強后續涂層的附著力。
金屬沉積:采用電鍍方法將金屬沉積到金手指區域,形成金屬覆蓋層。此過程需要嚴格控制金屬沉積的均勻性和厚度以及避免氣泡和不良沉積。鍍金是制造金手指的關鍵環節,通常采用電鍍或化學鍍兩種方法。電鍍是通過電流在電解質中沉積金層,適用于需要較厚金層的應用;化學鍍則是在無電流條件下,通過還原劑將金離子還原并沉積在金手指表面,適用于對涂層均勻性和精細度有更高要求的應用。
清潔和潤色:完成金屬沉積后,對金手指表面進行清潔和潤色處理,確保金手指平滑光亮、無污漬和銹蝕。
檢測和測試:對金手指的接觸性能、導電性能以及外觀進行嚴格檢查和測試,確保金手指的質量符合標準要求。鍍金完成后,對金手指進行嚴格的質量檢測,包括視覺檢查、涂層厚度測量、硬度測試和電氣連續性測試,確保產品符合設計規范和行業標準。
可靠連接:金手指作為PCB邊緣的導電連接點,可以實現可靠的信號傳輸和連接。在電腦內存條、顯卡等硬件中,所有的信號都是通過金手指進行傳送,為主板增強功能,如內存、顯卡、聲卡、網卡等卡與插槽的連接部件,可傳輸增強的圖形和高保真的聲音。
良好導電性能:金手指采用金屬材料制成,具有良好的導電性能,有利于提高電路傳輸效率。金具有優越的導電性,能夠保證信號在傳輸過程中損失較小。
防腐保護:金屬金手指具有耐腐蝕性能,可以有效保護PCB邊緣不受環境侵蝕。金的抗氧化性極強,可以保護內部電路不受腐蝕,延長電路板的使用壽命。
易于安裝:金手指設計使得PCB更容易安裝到設備或連接器中,簡化了電路板的使用和維護。其特殊的形狀和處理,方便了插卡操作,例如為了方便插卡,“金手指”位置不做阻焊,全部開通窗處理,如果不開通窗,“金手指”之間會有阻焊油墨,在多次插拔過程中油墨會脫落,導致無法與卡槽接觸。
廣泛應用:金手指工藝在各類電子設備中廣泛應用,特別適用于需要頻繁插拔或具有高要求的連接接口設計。如在計算機的外設連接中,揚聲器、低音炮、掃描儀、打印機和顯示器等
設計規范:鍍金連接器不應放置在PTH附近;金手指附近沒有阻焊層或絲網印刷,阻焊層和絲網印刷應與金手指保持一定距離;為了對PCB邊緣進行斜角處理,金手指不應朝向PCB中間的方向;金手指需要倒角,通常是45°;金手指區域不建議鋪銅,以減少與阻抗線之間的阻抗差值,對ESD也有好處;金手指通常需要電鍍硬金以增加耐磨性。
電鍍鎳金:厚度可達3-50微英寸。因其優越的導電性、抗氧化性和耐磨性,廣泛應用于需要頻繁插拔或需承受機械摩擦的金手指印刷電路板。但由于鍍金成本高,僅用于局部鍍金處理,如金手指部位。
化學沉金:厚度一般為1微英寸,最大為3微英寸。其良好的導電性、平整度和可焊性,廣泛用于關鍵位置、綁定集成電路、球柵陣列等設計的高精度印刷電路板。對于耐磨性要求低的金手指印刷電路板,也可選擇整板化學沉金工藝,且化學沉金工藝成本遠低于電鍍金工藝?;瘜W沉金工藝的顏色為金黃色。
附著力差:金手指出場前由于附著力不夠出現起皮,部分脫離基板,在后續插拔過程中容易出現金手指折斷等問題。金手指附著力不足主要原因有鍍前處理不良、鍍液中途斷電時間長,鍍液有機污染、鎳缸溫度太低等。
金顏色不良:包括變色、黃斑、黑斑等情況。變色可能是由于金層針孔,使底部的Ni受到氧的侵蝕;黃斑可能是在組裝過程中受到飛濺的唾液侵襲;黑斑可能是金層表面附著了腐蝕性很強的雜物,或者是由Ni鍍層氧化導致的黑盤現象。解決措施包括改善PCB ENIGNi(P)/Au工藝條件和過程的精細控制,盡量增加金層厚度,減少金層針孔;建議對金手指采取電鍍Ni/Au工藝。
金面粗糙:表面不平滑,有凹凸。需要在生產過程中嚴格控制工藝參數,確保金屬沉積的均勻性。
總體而言,電路板金手指工藝通過在PCB邊緣添加金屬層,為電子設備提供了可靠的連接和導電功能,隨著電子技術的不斷發展,金手指工藝也將不斷優化和創新,以滿足日益增長的電子產品需求。?
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